Жесткость воды: правильное определение с проблемой и наиболее эффективные методы ее решения

 

Сравнительная таблица жесткости воды

Кажется, что все слышали о том, что такое жесткость воды. Определенную роль сыграли многочисленные рекламные кампании различных химических средств, которые якобы спасают стиральные машины от накипи. Не будем умалять их качеств, но скажем прямо – образовательных составляющих в подобных материалах нет. Чтобы действительно определить наиболее эффективное средство защиты от упомянутых загрязнений следует глубже разобраться в процессах, которые сопровождают образование неприятных и опасных налетов.

 

Что такое жесткость воды?

 

Под этим определением понимают присутствие в воде определенных химических соединений, включающих в себя кальций и магний. Различают следующие виды:

  • Временная жесткость воды (карбонатная). Ее первое название обозначает то, что при нагреве и кипячении катионы железа и марганца преобразуются в карбонаты, которые выпадают в виде осадка. Его мы и можем обнаружить в чайнике после завершения соответствующего процесса. Побочные продукты данной реакции – это углекислый газ и вода;
  • Постоянную жесткость воды такими методами устранить невозможно. Она определяется наличием в ней хлоридов, сульфатов и иных солей железа и марганца.

Общая жесткость воды - это соединение перечисленных выше величин.

Чтобы исключить некоторые ошибочные представления следует отметить, что «минерализация» – это более общее понятие. Оно определяет наличие в жидкости всех солей, а не только тех, в состав которых входит кальций и магний.

Теперь перейдем к единицам измерения.  В России соответствующие нормативы определены в стандартах ГОСТ P 52029-2003. Данный параметр измеряется в градусах жесткости (°Ж), или в мг-экв/л.

Так как на нашем рынке можно встретить самое разное оборудование, поставки из разных стран, то надо отметить, что иногда надо будет учитывать иные национальные стандарты. При переводе величин можно использовать следующие значения, употребляемые в соответствующих странах:

Россия

Германия

Англия

Франция

США

1

2,804

3,511

5,005

50,045

 

Например, при получении результата анализа, в котором указано, что жесткость воды составляет 5,5 градусов, вы можете умножить данную величину на 3,515. Полученная цифра, 19,3325, будет определять градусы в английских единицах измерения.

Подобный перевод надо учитывать при использовании соответствующих экспресс-тестов, во время изучения технических характеристик некоторых импортных устройств.

 

Как образуется накипь, и какие еще проблемы создает повышенная жесткость воды

 

Процесс создания накипи описан в определении временной жесткости. Именно такие образования наиболее опасны.

Они ухудшают передачу тепла от нагретых элементов в окружающее пространство. Это сопровождается следующими проблемами:

  • Снижается эффективность работы теплообменников, радиаторов в системах отопления, ТЭНов в стиральных и посудомоечных машинах, в иных бытовых и промышленных устройствах;
  • Увеличивается расход газа, электроэнергии, время выполнении различных рабочих операций;
  • Повышение температуры до критического уровня приводит к возникновению дефектов, поломок, аварий.

Наросты в виде накипи сужают технологические отверстия в чайниках, в радиаторах котлов, в трубах. Это также сопровождается потерями мощности, а при продолжении процесса накипь способна полностью вывести технику, или соответствующую систему из строя.

Повышенная жесткость воды – это достаточно большое содержание в ней соединений железа и марганца (Mg2+ , Ca2+). Они вступают в реакцию с жирными кислотами, которые содержаться в мыле и других моющих средствах. В результате образуются такие осадки и примеси, которые ухудшают параметры данных препаратов. Это проявляется в виде их повышенного расхода.

Подобные процессы происходят на волосах, кожных покровах. Созданные на основе солей кальция и магния соединения блокируют поры, ухудшают обменные процессы. Возникает сухость кожи, появляются аллергические реакции, провоцируется развитие некоторых заболеваний.

 

Как уменьшается или устраняется полностью жесткость воды

 

Кипячение жидкости для решения данной проблемы не применяется. Это – слишком дорогой и долгий процесс. Рассмотрим иные способы устранения жесткости и их пригодность для использования в быту.

Жесткость воды можно уменьшить, пропустив жидкость через фильтр с микроскопическими отверстиями. Такие мембранные технологии применяются в системах обратного осмоса. Современные установки такого типа обеспечивают отличную очистку от многих загрязнений, поэтому с их помощью осуществляется подготовка питьевой воды. Производительность оборудования составляет около 6-8 литров воды в час. Этого объема явно недостаточно для бытовой техники. Его хватит, разве что для заполнения емкости утюга.

Устранение жесткости воды ионообменным методомИменно поэтому часто предлагается использование реагентов, которые не позволяют солям жесткости объединяться в виде накипи. К сожалению, соответствующие полифосфатные наполнители могут использоваться только для защиты стиральных машин. Вновь созданные химические соединения небезопасны, такую жидкость нельзя употреблять для питья даже после кипячения.

Уменьшают жесткость воды также с помощью ионообменных смол. Современные ионообменные методы умягчения воды работают автономно. Их засыпка задерживает катионы магния и кальция  (Mg2+ , Ca2+), заменяет их на ионы натрия (Na). Когда произошло пороговое насыщение загрузки, то выполняется ее промывка насыщенным раствором поваренной соли. Свойства смол восстанавливаются, а жидкость с имеющимися в ней загрязнениями смывается в дренаж.

На рынке можно встретить разные виды оборудования, которое работает на принципах ионного обмена. Наиболее производительными являются те из них, которые состоят из нескольких крупных емкостей. Изделия со сменными фильтрами работают не так эффективно. Объема смол в них недостаточно, чтобы быстро снизить жесткость воды, обработать достаточно большое ее количество.

Отдельно надо отметить группу изделий, в которых используются полезные качества сильного магнитного поля. Они интересны тем, что в процессе работы не изменяют химический состав воды, а только вносят изменения в процесс образования и роста кристаллов солей жесткости.

Под действием магнитного поля и при наличии повышения температуры изменяется форма таких образований. Там появляются игольчатые наросты, которые не позволяют сцепляться отдельным частицам в единое целое.

В местах, где работают нагревательные элементы, процесс кристаллизации происходит не около их поверхностей, а в объеме. Загрязнения не скапливаются, а уносятся далее по системе водопровода вместе с потоком жидкости. При этом они воздействуют, как абразивное вещество на уже имеющийся слой накипи, что постепенно приводит к его разрушению.

Особенно интересны для пользователя модели, в которых используются электромагниты. Они работают эффективно, обеспечивают большую дальность действия, могут быть установлены на любом по форме участке трубы. Все перечисленные преимущества отличают их от простых устройств, в которых установлены постоянные магниты.

Приведенной в данной статье информации вполне достаточно, чтобы выбрать самое лучшее оборудование для решения определенной задачи. Если же возникли особые затруднения – обращайтесь к грамотным специалистам соответствующего профиля. Они помогут уменьшить жесткость воды, или устранить ее влияние с использованием оптимального набора оборудования.